DE102012000349B4 - Suspension strut for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federbein (1) für ein Fahrzeug mit einer Luftfedereinheit (10) und einer Dämpfereinheit (11), welche Dämpfereinheit (11) ein Dämpferrohr (12) aufweist, das sich in ein Abrollrohr (13) der Luftfedereinheit (10) hinein erstreckt, wobei das Dämpferrohr (12) auf seinem Umfang verteilt angeordnete Abstützgeometrien (14) aufweist, gegen die ein radial erweitertes Ende (15) des Abrollrohres (13) abgestützt ist. Erfindungsgemäß ist zur Abstützung des Abrollrohres (13) an den Abstützgeometrien (14) des Dämpferrohres (12) ein Torsionselement (16) vorgesehen, welches Torsionselement (16) zwischen dem radial erweiterten Ende (15) des Abrollrohres (13) und den Abstützgeometrien (14) des Dämpferrohres (12) angeordnet ist und wobei das Torsionselement (16) zur Drehmomentübertragung mit den Abstützgeometrien (14) einen Formschluss bildet.The present invention relates to a suspension strut (1) for a vehicle having an air suspension unit (10) and a damper unit (11), which damper unit (11) has a damper tube (12) which extends into a roll-off tube (13) of the air suspension unit (10). extends, wherein the damper tube (12) distributed on its circumference arranged Abstützgeometrien (14), against which a radially enlarged end (15) of the Abrollrohres (13) is supported. According to the invention, a torsion element (16) is provided for supporting the roll-off tube (13) on the support geometries (14) of the damper tube (12), which torsion element (16) between the radially enlarged end (15) of the roll-off tube (13) and the Abstützgeometrien (14 ) of the damper tube (12) is arranged and wherein the torsion element (16) for torque transmission with the Abstützgeometrien (14) forms a positive connection.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federbein für ein Fahrzeug mit einer Luftfedereinheit und einer Dämpfereinheit, welche Dämpfereinheit ein Dämpferrohr aufweist, das sich in ein Abrollrohr der Luftfedereinheit hinein erstreckt, wobei das Dämpferrohr auf seinem Umfang verteilt angeordnete Abstützgeometrien aufweist, gegen die ein radial erweitertes Ende des Abrollrohres abgestützt ist.The present invention relates to a strut for a vehicle having an air suspension unit and a damper unit, which damper unit comprises a damper tube which extends into a roll tube of the air suspension unit, wherein the damper tube distributed on its circumference arranged Abstützgeometrien against which a radially enlarged end of Abrollrohres is supported.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Aus der
Der Innendurchmesser des Abrollrohres ist im Bereich der Abstützung gegen das Dämpferrohr mit einem nur geringfügig größeren Durchmesser ausgeführt, so dass das Abrollrohr mit dem Dämpferrohr eine im Wesentlichen starre Anordnung ergibt.The inner diameter of the roll-off tube is designed in the region of the support against the damper tube with only a slightly larger diameter, so that the roll-off tube with the damper tube results in a substantially rigid arrangement.
Im Abrollrohr ist ein Gasraum für die Funktion der Luftfedereinheit gebildet und der unter Druck gesetzt ist, sodass das Abrollrohr gegen das Dämpferrohr abgedichtet werden muss. Um die erforderliche Dichtwirkung zwischen dem Abrollrohr und dem Dämpferrohr zu erreichen, ist eine von den Abstützgeometrien beabstandete Nut im Dämpferrohr eingebracht, in die ein O-Ring eingelegt ist, der gegen die Innenseite des Abrollrohres eine Dichtwirkung erzielt, wodurch jedoch eine aufwendige Gesamtanordnung entsteht.In the roll tube, a gas space for the function of the air spring unit is formed and which is pressurized, so that the roll tube must be sealed against the damper tube. In order to achieve the required sealing effect between the roll tube and the damper tube, a groove spaced from the Abstützgeometrien is introduced into the damper tube, in which an O-ring is inserted, which achieves a sealing effect against the inside of the roll tube, whereby however a complex overall arrangement arises.
Als wesentlicher Nachteil ergibt sich zwischen dem Abrollrohr und dem Dämpferrohr jedoch keine Nachgiebigkeit, so dass kein Ausgleich von Querkräften, insbesondere von Verkippungen des Dämpferrohres im Abrollrohr ermöglicht ist und wodurch der Fahrkomfort des Fahrzeugfahrwerkes mit einem derartigen Federbein beeinträchtigt ist.As a major disadvantage, however, there is no flexibility between the roll tube and the damper tube, so that no compensation of lateral forces, in particular of tilting the damper tube in the roll tube is made possible and whereby the ride comfort of the vehicle chassis is affected by such a strut.
Die
Im Betrieb eines Federbeins der vorliegenden Bauart können neben Querkräften und damit hervorgerufene Verkippungen des Abrollrohres am Dämpferrohr weitere Belastungen auftreten, und zur weiteren Verbesserung des Fahrkomforts es ist beispielsweise wünschenswert, zwischen der Dämpfereinheit und der Luftfedereinheit auftretenden Drehmomente zu übertragen. Ein Federbein, das eine starre Anordnung zwischen dem Dämpferrohr und dem Abrollrohr aufweist, kann zwar eine Drehmomentübertragung zwischen dem Dämpferrohr und dem Abrollrohr ermöglichen, jedoch wird durch die starre Anordnung der Fahrkomfort negativ beeinträchtigt. Wird hingegen ein Ringteil aus einem Elastomer verwendet, um Verkippungen des Abrollrohres am Dämpferrohr auszugleichen, können nachteilhafterweise jedoch keine Drehmomente übertragen werden.In operation of a shock absorber of the present type, in addition to lateral forces and thus caused tilting of the roll tube on the damper tube further loads occur, and for further improvement of ride comfort, it is desirable, for example, to transmit torques occurring between the damper unit and the air spring unit. Although a strut having a rigid arrangement between the damper tube and the roll-off tube may allow torque transfer between the damper tube and the roll-off tube, ride comfort is adversely affected by the rigid arrangement. If, however, a ring member made of an elastomer used to compensate for tilting of the roll tube on the damper tube, however, no torque can be transmitted disadvantageously.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Federbein für ein Fahrzeug zu schaffen, mit dem die vorstehend bezeichneten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden, insbesondere ist es die Aufgabe, ein Federbein mit einem erhöhten Fahrkomfort zu schaffen, das eine verbesserte Abstützung des Abrollrohres auf dem Dämpferrohr ermöglicht.It is the object of the present invention to provide a strut for a vehicle, with which the above-described disadvantages of the prior art are overcome, in particular, the object is to provide a strut with an increased ride comfort, which provides improved support of the Abrollrohres allows on the damper tube.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Federbein gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved on the basis of a strut according to the preamble of claim 1 in conjunction with the characterizing features. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur Abstützung des Abrollrohres an den Abstützgeometrien des Dämpferrohres ein Torsionselement vorgesehen ist, welches Torsionselement zwischen dem radial erweiterten Ende des Abrollrohres und den Abstützgeometrien des Dämpferrohres angeordnet ist und wobei das Torsionselement zur Drehmomentübertragung mit den Abstützgeometrien einen Formschluss bildet.The invention includes the technical teaching that a torsion element is provided for supporting the Abrollrohres on Abstützgeometrien the damper tube, which torsion between the radially expanded end of the roll tube and Abstützgeometrien the damper tube is arranged and wherein the torsion element for torque transmission with the Abstützgeometrien a positive connection forms.
Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen dem Abrollrohr und dem Dämpferrohr ermöglicht durch das Torsionselement eine Übertragung von Drehmomenten zwischen dem Abrollrohr und dem Dämpferrohr, wobei zugleich auftretende Querkräfte und Kippmomente des Abrollrohres gegenüber dem Dämpferrohr durch das Torsionselement ebenfalls ausgeglichen werden können, Das Torsionselement kann im radial erweiterten Ende des Abrollrohres aufgenommen worden sein und bildet eine formschlüssige Verbindung zu den Abstützgeometrien am Dämpferrohr. Die Drehmomentübertragung wird insbesondere im Bereich des kleineren Radius zwischen dem Torsionselement und den innenliegenden Abstützgeometrien erreicht, so dass durch die formschlüssige Verbindung zwischen dem Torsionselement und dem Dämpferrohr keine sonstige Verbindung geschaffen werden muss, die die auftretende Drehmomentübertragung sicherstellen muss.The inventive connection between the roll tube and the damper tube allows through the torsion element a transmission of torque between the roll tube and the damper tube, which occurring transverse forces and tilting moments of the roll tube against the damper tube can also be compensated by the torsion element, the torsion element can in the radially expanded end the Abrollrohres have been added and forms a positive connection to the Abstützgeometrien the damper tube. The torque transmission is achieved in particular in the region of the smaller radius between the torsion element and the inner Abstützgeometrien, so that no other connection must be created by the positive connection between the torsion and the damper tube, which must ensure the torque transmission occurring.
Im Betrieb des Federbeins kann eine Relativverdrehung zwischen der Dämpfereinheit und der Luftfedereinheit um die Längsachse der Dämpfereinheit entstehen, und die Drehmomentübertragung zwischen der Luftfedereinheit und der Dämpfereinheit erfolgt insbesondere derart, dass diese durch eine elastische Torsion im Torsionselement begleitet wird. Damit können kleine Winkelverdrehungen des Abrollrohres gegenüber dem Dämpferrohr und damit gegenüber der Dämpfereinheit entstehen, ohne dass es zu einer dauerhaften Veränderung der Winkellage des Dämpferrohres relativ zum Abrollrohr um die Längsachse der Dämpfereinheit kommt, Insbesondere bietet das Torsionselement eine elastische Nachgiebigkeit zwischen dem Abrollrohr und dem Dämpferrohr um die Längsachse der Dämpfereinheit.During operation of the shock absorber, a relative rotation between the damper unit and the air suspension unit can occur about the longitudinal axis of the damper unit, and the torque transmission between the air suspension unit and the damper unit is in particular such that it is accompanied by an elastic torsion in the torsion element. Thus, small angular rotations of the roll tube relative to the damper tube and thus with respect to the damper unit arise without causing a permanent change in the angular position of the damper tube relative to the roll tube about the longitudinal axis of the damper unit, in particular, the torsion provides elastic compliance between the roll tube and the damper tube around the longitudinal axis of the damper unit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Torsionselement innenseitige Ausnehmungen aufweisen, in denen die Abstützgeometrien einsitzen. Das Torsionselement kann in einem Formgebungsverfahren bzw. in einem Urformverfahren hergestellt sein, mit dem bereits bei der Herstellung die innenseitigen Ausnehmungen im Torsionselement vorgesehen werden können. Die Anzahl der innenseitigen Ausnehmungen des Torsionselementes entspricht dabei vorzugsweise der Anzahl der in segmentierten Bereichen am Dämpferrohr ausgebildeten Abstützgeometrien. Wird das Torsionselement an den Abstützgeometrien angeordnet, insbesondere bei der Montage des Abrollrohres am Dämpferrohr, so können die Abstützgeometrien zunächst in die innenseitigen Ausnehmungen im Torsionselement gefügt werden, und durch eine sich anschließende elastische Verformung des Torsionselementes können sich die innenseitigen Ausnehmungen den Abstützgeometrien zusätzlich anpassen. Beispielsweise können die innenseitigen Ausnehmungen im nicht montierten Zustand des Torsionselementes kleiner ausgeführt sein als die Abstützgeometrien, sodass sich der Formschluss einerseits durch vorgeformte innenseitige Ausnehmungen im Torsionselement und zusätzlich durch eine elastische Nachverformung der Ausnehmungen durch die einsitzenden Abstützgeometrien ausbildet.According to an advantageous embodiment, the torsion element can have inside recesses in which the support geometries are located. The torsion element can be produced in a molding process or in a primary molding process with which the inside recesses in the torsion element can already be provided during manufacture. The number of inside recesses of the torsion element preferably corresponds to the number of support geometries formed in segmented regions on the damper tube. If the torsion element is arranged on the support geometries, in particular during assembly of the roll-off tube on the damper tube, then the support geometries can first be joined into the inside recesses in the torsion element, and by a subsequent elastic deformation of the torsion element, the inside recesses can additionally adapt to the support geometries. For example, the inner recesses in the unassembled state of the torsion element can be made smaller than the Abstützgeometrien, so that the positive connection on the one hand formed by preformed inside recesses in the torsion and in addition by an elastic deformation of the recesses by the einitzenden Abstützgeometrien.
Mit weiterem Vorteil kann das Torsionselement mehrteilig ausgeführt und insbesondere aus einem gummielastischen Material gebildet sein und einen formstabilisierenden Körper aufweisen, der vorzugsweise aus einem Hartkunststoffmaterial oder aus einem Metallmaterial hergestellt ist, wobei der Kernkörper vorzugsweise mit dem gummielastischen Material, insbesondere mit einem Nitrilkautschuk oder einem Naturkautschuk, im Spritzguss umspritzt ist. Durch den Kernkörper wird die Formstabilität des Torsionselementes im Betrieb des Federbeins verbessert, insbesondere zur Übertragung von zwischen dem Dämpferrohr und dem Abrollrohr auftretenden Drehmomenten. Zusätzlich kann die Dauerfestigkeit des Torsionselementes über der Gebrauchsdauer des Federbeins im Fahrzeug durch einen formstabilisierenden Kernkörper positiv beeinflusst werden.With further advantage, the torsion element can be made in several parts and formed in particular from a rubber-elastic material and have a shape-stabilizing body, which is preferably made of a hard plastic material or a metal material, wherein the core body preferably with the rubber-elastic material, in particular with a nitrile rubber or a natural rubber , is injection-molded. By the core body, the dimensional stability of the torsion element is improved during operation of the strut, in particular for the transmission of torques occurring between the damper tube and the Abrollrohr. In addition, the fatigue strength of the torsion element over the service life of the shock absorber in the vehicle can be positively influenced by a shape-stabilizing core body.
Das Federbein kann so ausgeführt sein, dass im Bereich zwischen dem Dämpferrohr und dem Abrollrohr, insbesondere innenseitig im Abrollrohr, ein Druckraum gebildet ist, wobei das Torsionselement eine außenseitig umlaufende Dichtlippe aufweist, die den Druckraum gegen die Innenseite des Abrollrohres abdichtet. Die Dichtlippe kann als geometrische Ausformung des gummielastischen Materials, insbesondere des Nitrilkautschuks oder des Naturkautschuks, ausgebildet und somit mit dem Torsionselement einteilig ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Dichtlippe elastisch gegen die Innenseite des Abrollrohres zur Anlage kommen, sodass eine Dichtwirkung zwischen dem Torsionselement und der Innenseite des Abrollrohres entsteht. Das Torsionselement kann derart bündig auf dem Dämpferrohr und insbesondere auf den Abstützgeometrien aufsitzen, dass bereits durch den Sitz des Torsionselementes auf dem Dämpferrohr bzw. auf den Abstützgeometrien eine Dichtwirkung erzielt wird.The strut can be designed so that in the region between the damper tube and the roll tube, in particular on the inside of the roll tube, a pressure chamber is formed, wherein the torsion element has an outer peripheral sealing lip which seals the pressure chamber against the inside of the roll tube. The sealing lip may be formed as a geometric shape of the rubber-elastic material, in particular of the nitrile rubber or natural rubber, and thus be made in one piece with the torsion element. For example, the sealing lip resiliently come to rest against the inside of the roll-off tube, so that a sealing effect between the torsion element and the inside of the roll-off tube is formed. The torsion element can sit flush on the damper tube and in particular on the Abstützgeometrien that even through the seat of the torsion on the damper tube or on the Abstützgeometrien a sealing effect is achieved.
Die Abstützgeometrien können beispielsweise durch ein Umformverfahren als nach außen gewölbte Ausformungen in der Wand des Dämpferrohres ausgebildet werden. Beispielsweise können die Ausformungen durch ein elastisches Druckpufferelement im Querpressverfahren oder durch ein Verfahren des Innenhochdruckumformens ausgebildet werden. Auch ist es denkbar, dass die Abstützgeometrien als einzelne Elemente auf der Außenseite des Dämpferrohres aufgebracht werden, beispielsweise mittels einem Lötverfahren, einem Schweißverfahren oder einem sonstigen Verbindungsverfahren.The Abstützgeometrien can be formed for example by a forming process as outwardly curved formations in the wall of the damper tube. For example, the formations can be formed by an elastic pressure buffering element in the transverse pressing method or by a method of hydroforming. It is also conceivable that the Abstützgeometrien are applied as individual elements on the outside of the damper tube, for example by means of a soldering process, a welding process or other connection method.
Auf dem Umfang des Dämpferrohres können vorzugsweise mehrere Abstützgeometrien vorgesehen sein, die sich insbesondere in einer Hohe in Bezug zur Längsachse der Dämpfereinheit befinden, wobei auch bereits eine einzelne Abstützgeometrie ausreichend sein kann. Die Abstützgeometrien sind vorzugsweise in segmentierten Bereichen auf dem Außenumfang des Dämpferrohres angeordnet, und zwischen den Bereichen, in denen die Abstützgeometrien vorhanden sind, weist das Dämpferrohr eine durchgehende Struktur auf, wobei die Steifigkeit und insbesondere die Belastbarkeit des Dämpferrohres in Richtung zur Längsachse erhöht wird. Sind mehrere Abstützgeometrien auf dem Umfang des Dämpferrohres angeordnet, können diese vorzugsweise zueinander gleich verteilt und damit gleich beabstandet sein. Sind beispielsweise drei Abstützgeometrien auf dem Umfang des Dämpferrohres angeordnet, können diese eine Teilung von 120° zueinander aufweisen. Sind mehrere Abstützgeometrien auf dem Umfang des Dämpferrohres verteilt vorgesehen, so reduziert sich insbesondere die mechanische Belastung der einzelnen Abstützgeometrien.On the circumference of the damper tube may preferably be provided a plurality of Abstützgeometrien, which are in particular at a height in relation to the longitudinal axis of the damper unit, whereby even a single Abstützgeometrie may be sufficient. The Abstützgeometrien are preferably arranged in segmented areas on the outer circumference of the damper tube, and between the areas in which the Abstützgeometrien are present, the damper tube has a continuous structure, wherein the rigidity and in particular the load capacity of the damper tube is increased in the direction of the longitudinal axis. Are several Abstützgeometrien on the circumference of Damper tube arranged, these can preferably be equally distributed to each other and thus be equally spaced. For example, if three Abstützgeometrien arranged on the circumference of the damper tube, they may have a pitch of 120 ° to each other. If a plurality of support geometries are provided distributed on the circumference of the damper tube, in particular the mechanical load of the individual support geometries is reduced.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Abstützgeometrien eine Stützschulter umfassen, die in Richtung zur Luftfedereinheit weisen, wobei die Abstützgeometrien mit der Stützschulter in den Ausnehmungen des Torsionselementes einsitzen. Die Stützschultern können eine Kraftübertragungsfläche der Abstützgeometrien bilden, die jeweils gegen eine in den innenseitigen Ausnehmungen des Torsionselementes komplementäre Kraftübertragungsfläche anliegen kann.It is also advantageous if the Abstützgeometrien include a support shoulder facing in the direction of the air suspension unit, wherein the Abstützgeometrien with the support shoulder in the recesses of the torsion element. The support shoulders can form a force transmission surface of the Abstützgeometrien, which can abut each against a complementary in the inner side recesses of the torsion force transmission surface.
Vorteilhafterweise ist das Torsionselement mit seinem gummielastischen Material auf der Innenseite des radial erweiterten Endes des Abrollrohres aufvulkanisiert, aufgeklebt oder in das radial erweiterte Ende eingepresst. Dadurch entsteht eine selbsthaltende Anordnung des Torsionselementes am Abrollrohr, wodurch die Handhabung des Abrollrohres und des Torsionselementes bei der Montage des Federbeins verbessert wird. Insbesondere wird ein korrekter Sitz des Torsionselementes im radial erweiterten Ende des Abrollrohres sichergestellt.Advantageously, the torsion element is vulcanized with its rubber-elastic material on the inside of the radially enlarged end of the roll-off tube, glued or pressed into the radially expanded end. This creates a self-retaining arrangement of the torsion on the roll tube, whereby the handling of the roll tube and the torsion element is improved in the assembly of the shock absorber. In particular, a correct fit of the torsion element is ensured in the radially enlarged end of the roll-off tube.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Torsionselement im radial erweiterten Ende des Abrollrohres formschlüssig aufgenommen sein, wobei das radial erweiterte Ende einen nach innen geformten Rand aufweisen kann, insbesondere eine nach innen weisende Bördelkante. Durch den Rand bzw. durch die Bördelkante kann ein Formschluss zwischen dem Torsionselement und dem Abrollrohr in Richtung zur Längsachse gebildet werden, sodass das Torsionselement wenigstens verliersicher, insbesondere sogar mit einer Pressung im radial erweiterten Ende des Abrollrohres aufgenommen ist.According to a further embodiment, the torsion element can be accommodated in a form-fitting manner in the radially expanded end of the roll-off tube, whereby the radially widened end can have an inwardly formed edge, in particular an inwardly directed flanging edge. A positive connection between the torsion element and the roll-off tube in the direction of the longitudinal axis can be formed by the edge or by the flanged edge, so that the torsion element is at least captive, in particular even received with a pressure in the radially enlarged end of the roll-off tube.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINGUNGPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. It shows:
Das Dämpferrohr
Da Abrollrohr
Das Dämpferrohr
Da Torsionselement
Außenseitig weist das Torsionselement
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform kann das radial erweiterte Ende
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Federbeinstrut
- 1010
- LuftfedereinheitAir suspension unit
- 1111
- Dämpfereinheitdamper unit
- 1212
- Dämpferrohrdamper tube
- 1313
- Abrollrohrrolldown
- 1414
- AbstützgeometrieAbstützgeometrie
- 1515
- radial erweitertes Enderadially extended end
- 1616
- Torsionselementtorsion
- 1717
- Ausnehmungrecess
- 1818
- Kernkörpercore body
- 1919
- Druckraumpressure chamber
- 2020
- Dichtlippesealing lip
- 2121
- Stützschultersupporting shoulder
- 2222
- Längsachselongitudinal axis
- 2323
- Verbindungsbolzenconnecting bolts
- 2424
- Befestigungsaugefastening eye
- 2525
- Kolbenstangepiston rod
Claims (10)
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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